計算機的早期發展歷史

算盤

由於社會的不斷髮展，例如原來村子裡只有幾十人到幾千人，很多需要計量的數目都在不斷地增長，人們靠單純的心算已經不能解決很多的計數問題，因此，算盤發明出來了，算盤的發明被看成是最早的計算機。

算盤

那個時候，沒有計算機這個詞，英文單詞“computer”最早在1613年的一本書裡出現，這本書的作者是Richard Braithwait （理查德·布萊賽特）Computer 那時指負責計算的人。

理查德·布萊賽特

步進計算器

1964年德國博學家戈特弗裡德·萊布尼茲建造了步進計算器，它的原理很類似於算盤，它的內部結構是精密的齒輪，每增加一個數，齒輪便轉動一下，當它轉到9並再增加一個數時，它會回到0這個位置，並且另外一個齒輪會轉到1這個位置，它不僅可以計算加減，而且還可以乘除，當然，它的計算能力有限。如果要算很大的數的開方，這個是不方便的，而且這個機器也很貴。

步進計算器

計算表 射程表

所以那時運用比較廣泛的是計算表，這類似於乘法口訣表，就是把很多的計算結果列在上面，例如 1到10000的開方。等等，如果對於具體的問題，則有具體的表，例如射程表，但是射程表的使用範圍很窄，如果新型號的大炮被設計出來，射程表就需要更新，這樣非常的不方便。

射程表

差分機

十九世紀三十年代，英國數學家、發明家Charles Babbage（查爾斯·巴貝奇）在1822年寫了一篇論文，標題為“機械在天文與計算表中的應用”他提出了一種新型的機械裝置叫“差分機”，所謂“差分”的含義，是把函式表的複雜算式轉化為差分運算，用簡單的加法代替平方運算。1812年，20歲的巴貝奇從法國人傑卡德發明的提花編織機上獲得了靈感，差分機設計閃爍出了程式控制的靈光──它能夠按照設計者的旨意，自動處理不同函式的計算過程。巴貝奇耗費了整整十年光陰，於1822年完成了第一臺差分機，它可以處理3個不同的5位數，計算精度達到6位小數，當即就演算出好幾種函式表。分析機採用的一些計算機思想延用至今。他在1823年開始建造第二臺差分機，並在接下里的20年裡，試圖製作和組裝25000個零件，總重接近15噸，但是，這個專案最終被放棄了。在1991年曆史學家根據Charles Babbage 的草稿做了一個差分機，居然真的可以執行。

差分機

分析機

更重要的是，在差分機的建造過程中，Charles Babbage 構想了一個更復雜的機器——分析機。分析機包括的儲存和碾磨，就非常類似於今天計算機中採用的記憶體和處理器。輸入和輸出都採用打孔卡（十九世紀Jacquard發明的一種卡片）進行。巴貝爾1834年開始進行分析機的研究工作。他把分析機制造成了由黃銅配件組成，用蒸汽驅動的機器。當時，分析機的出現並沒有帶來石破天驚的震撼，也沒有被廣泛的接受。分析機和當時的其他計算裝置的最大的不同在於，分析機是“通用計算機”，他可以計算很多問題，而不單單是某一種特定的問題，它有記憶體，可以暫時存放中間的計算資料，甚至一個很原始的印表機，當然，這種概念機太超前了，它也沒有建造成功。但是，這種”自動計算機“的概念是一個跨時代的概念，預示著計算機程式的誕生。

分析機

世界上第一位程式設計師

英國數學家Ada Lovelace（阿達·洛芙萊斯）給分析機寫了假象的程式，她說：“未來會誕生一門全新的，強大的，專為分析所用的語言”。因此Ada Lovelace被認為是世界上第一位程式設計師。分析機激勵了第一代計算機科學家，所以，Charles Babbage 經常被認為是“計算之父”

打孔卡片製表機

到了19世紀末，只有在科學和工程領域中，才會用上計算機，但是在政府，公司，家庭中很少能看到計算裝置，然而，在1890年美國政府政府的人口大普查中使用到了計算機。美國憲法規定，國家每10年需要進行一次人口大普查，但是在那個年代，美國是移民者的良好的目的地，因此美國的人口急劇增長，人口普查工作面臨嚴重的問題，人口普查如果純粹靠人力來統計的話，預計需要13年甚至更長的時間，這種普查效率是相當低下的。

有孔紙卡

人口普查局找到了Herman Hollerith，他發明了打孔卡片製表機——一種電驅動的機械計算裝置，結構類似於萊布尼茨的乘法器，但用電動結構連線其他部件，這種機器需要使用特殊的紙卡——打孔卡，打孔卡就是一張上面有孔洞的紙卡片，它在進行人口普查時，會使用這種紙卡，這種紙卡很像我們現在在英語考試當中的答題卡，如果這題你選A，那麼就把那一題的空白位置塗上A，類似的，在人口普查中，如果 你是結婚人士，那麼你就在那個婚姻狀態一欄打一個孔，這種機器在運作時，會把紙卡讀進去，它裡面有一個金屬探針，如果你是已婚，那麼探針就會穿過孔洞，並使電路連通，驅動電機，帶動齒輪，是已婚齒輪+1。這樣，以此類推其他統計專案，最後完成統計工作。最後這種機器使得人口普查在兩年半的時間內完成了。

IBM

慢慢地，企業開始意識到計算機的價值，社會的發展也需要更多的計算力來解決很多的資料密集型任務，為了滿足這一需求，Hollerith成立了製表機械公司，這家公司後來在1924年與其他的機械製造商合併成為了“國際商業機器公司”簡稱IBM（International Business Machines Corporation）

資料來源

特此鳴謝 The Crash Course

官方網站 https：//www。thecrashcourse。com/

由於是國外網站，可能開啟比較慢。

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